Angew.: 新型双纳米岛催化剂同时实现HzOR和HER

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Angew.: 新型双纳米岛催化剂同时实现HzOR和HER
通过电化学水分解析氢是探索可持续能源转换技术的基础，但在水分解过程中会受到缓慢的阳极析氧反应(OER)的阻碍。肼氧化反应(HzOR)替代OER可以提高析氢反应(HER)的效率，然而，设计可将高效HER和HzOR结合的双功能催化剂是一项巨大挑战。
因此，中国科学技术大学谢毅、章根强和肖翀等在Ni/C杂化纳米片阵列上构建了新型双纳米岛：一种代表裸Ni颗粒表面，而另一种代表核壳Ni@C结构(Ni-C HNSA), 其中暴露的Ni原子和Ni修饰的碳壳分别作为HzOR和HER的活性位点。
Angew.: 新型双纳米岛催化剂同时实现HzOR和HER
Angew.: 新型双纳米岛催化剂同时实现HzOR和HER
Ni@C岛中的Ni的电子会转移到C层，引起C层周围电子密度的变化，从而加速HER的动力学。结果显示，当电流密度达到10 mA cm-2时，Ni-C HNSA上的HER过电位仅为37 mV，Tafel斜率为31.9 mV dec-1，HzOR的工作电位低至-20 mV。
另外，双电极电解槽表现出极好的活性，仅需0.2 V的超小电池电压即可实现50 mA cm-2的电流密度。
Angew.: 新型双纳米岛催化剂同时实现HzOR和HER
密度泛函理论(DFT)计算表明，Ni-C HNSA的双岛活性中心结构导致该催化剂具有出色的双功能催化活性，其中C位点用于HER实现了0.1 eV的较高的热中和吸氢值，而暴露的Ni表面则导致了有利的N2H4脱氢动力学。
该项工作为先进双功能电催化剂的设计提供了新的视角，并推动了节能H2生成技术的实际应用。
Dual Nanoislands on Ni/C Hybrid Nanosheet Activate Superior Hydrazine Oxidation Assisted High-efficient H2 Production. Angewandte Chemie International Edition, 2021. DOI: 10.1002/anie.202113082

原创文章，作者：Gloria，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/09/af1c57c061/

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